本书的主要内容是非线性自抗扰控制的设计与理论分析.自抗扰控制是一项在线估计并补偿不确定性因素的控制技术,由三个主要部分构成,分别是跟踪微分器、扩张状态观测器以及基于前两者的反馈控制器.本书较为详细地论述了非线性跟踪微分器、非线性扩张状态观测器的设计与收敛性,以及基于跟踪微分器与扩张状态观测器的不确定性因素补偿控制器——自抗扰控制器的设计与控制闭环系统的收敛性和稳定性.

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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 背景介绍 1
1.2 自抗扰控制的工程运用 4
1.3 预备知识 5
1.3.1 非线性系统与 Lyapunov 稳定性 5
1.3.2 有限时间稳定与加权齐次系统 8
第2章 非线性跟踪微分器 15
2.1 二阶非线性跟踪微分器 17
2.2 高阶非线性跟踪微分器 21
2.3 基于有限时间稳定系统的跟踪微分器 26
2.4 一类基于二阶有限时间稳定系统的跟踪微分器 32
2.5 跟踪微分器在信号频率在线估计中的应用 37
第3章 非线性扩张状态观测器的设计与理论分析 43
3.1 单输入单输出系统的扩张状态观测器 43
3.2 多输入多输出系统的扩张状态观测器 65
3.2.1 总扰动下的扩张状态观测器 66
3.2.2 只有外扰的扩张状态观测器 74
第4章 非线性自抗扰控制的设计与理论分析 77
4.1 单输入单输出系统的自抗扰控制 79
4.1.1 总扰动下的自抗扰控制 79
4.1.2 只有外扰的自抗扰控制 89
4.2 多输入多输出系统的自抗扰控制 97
4.2.1 自抗扰控制的半全局收敛性 100
4.2.2 自抗扰控制的全局收敛性 107
4.2.3 只有外扰的自抗扰控制 114
4.2.4 例子及其数值模拟 119
4.3 输出调节问题: ADRC vs IMP 124
第5章 下三角非线性不确定系统的自抗扰控制 132
5.1 下三角非线性不确定系统的扩张状态观测器 132
5.1.1 常数增益扩张状态观测器 132
5.1.2 时变增益扩张状态观测器 142
5.1.3 数值模拟 147
5.2 下三角非线性不确定系统的自抗扰控制 153
5.2.1 基于常数增益扩张状态观测器的自抗扰控制 154
5.2.2 基于时变增益扩张状态观测器的自抗扰控制 169
5.3 数值模拟 174
第6章 基于fal函数的扩张状态观测器与自抗扰控制 180
6.1 基于fal函数的非线性扩张状态观测器 180
6.1.1 fal-ESO的设计与主要结果 182
6.1.2 fal-ESO的收敛性证明 184
6.1.3 数值模拟 199
6.2 基于fal-ESO的自抗扰控制 203
6.2.1 控制器的设计与主要结果 204
6.2.2 主要结果的证明210
6.2.3 对AUV三维航迹跟踪的应用 226
参考文献 231